Micropuncture study of the handling of gentamicin by the rat kidney

Micropuncture study of the handling of gentamicin by the rat kidney. Renal clearance and micropuncture studies were performed in rats infused with 3H-gentamicin in order to examine the renal handling of this aminoglycoside antibiotic. In non-diuretic control animals, the fractional delivery of ultrafilterable gentamicin averaged 65.5 ± 5.3, 30.7 ± 3.7, and 79.7 ± 1.6% to the late proximal tubule, distal tubule, and urine, respectively. The same pattern of fractional delivery was found in rats loaded with unlabeled gentamicin (60 mg/kg, i.m.) for 3 days. The administration of furosemide (15 mg/kg/hr) did not affect the delivery of gentamicin out of the late proximal tubule but did increase distal delivery to 51.2 ± 4.4% (P < 0.001, compared with control). The fractional excretion of gentamicin in the urine in those animals was 79.1 ± 3.0% (P = NS compared with controls, (P < 0.001 compared with distal tubule). The infusion of isotonic saline (3% of body wt per hour) increased the fractional excretion of gentamicin in the urine to 103.4 ± 3.3% (P < 0.001 compared with controls) but did not alter the pattern of delivery along the superficial proximal tubule. By contrast to saline, however, in animals receiving sodium bicarbonate, the distal delivery of gentamicin was higher (80.6 ± 6.5% vs. 27.8 ± 3.4%, (P < 0.001). These studies suggest that filtered gentamicin is reabsorbed in the superficial proximal tubule and at nephron sites between the proximal and distal tubules. Expansion of the extracellular fluid volume with saline or bicarbonate results in an increase in the urinary fractional excretion of gentamicin despite widely differing delivery rates to the superficial distal tubule. In all studies, the fractional excretion of gentamicin in the urine exceeds the delivery of the drug to the superficial distal tubule, suggesting either nephron heterogeneity or secretion of the drug in nephron segments beyond the superficial distal tubule. Finally, the urinary excretion of gentamicin does not correlate with changes in rates of absorption in superficial nephrons, suggesting that the reabsorptive rates in deep nephrons are a more important determinant of the rates of drug elimination.Etude par microponction du comportement du rein de rat vis-à-vis de la gentamicine. Des clearances et des microponctions ont été réalisées chez le rat perfusé avec de la gentamicine tritiée afin de pouvoir étudier le comportement rénal de cet antibiotique aminoglycoside. Chez les animaux contrôles non diurétiques, les débits fractionnels de gentamicine étaient respectivement de 65,5 ± 5,3, 30,7 ± 3,7, et 79,7 ± 1,6% à la fin du tube proximal, du tube distal et dans l'urine définitive. Le même aspect de débits fractionnels a été observé chez des rats recevant de la gentamicine non marquée (60 mg/kg i.m.) pendant trois jours. L'administration de furosémide (15 mg/kg/hr) n'a pas affecté le débit de gentamicine à la fin du tube proximal mais a augmenté le débit distal à 51,2 ± 4,4% (P < 0,001, par rapport aux contrôles). L'excrétion fractionnelle de gentamicine dans l'urine de ces animaux était de 79,1 ± 3,0% (P = NS par comparaison aux contrôles, P < 0,001 par comparaison au tube distal). La perfusion de chlorure de sodium isotonique (3% de poids corporel par heure) a augmenté l'excrétion fractionnelle de gentamicine dans l'urine à 103,4 ± 3,3% (P < 0,001 par comparaison aux contrôles) mais n'a pas modifié l'aspect des débits le long du tube proximal superficiel. A la différence du chlorure de sodium, le bicarbonate de sodium augmente le débit de gentamicine (80,6 ± 6,5% au lieu de 27,8 ± 3,4%, P < 0,001). Ces résultats peuvent suggérer que la gentamicine filtrée est réabsorbée dans le tube proximal superficiel et dans les segments du néphron situés entre le proximal et le distal. L'expansion des liquides extracellulaires avec chlorure de sodium ou bicarbonate de sodium détermine une augmentation de l'excrétion fractionnelle urinaire en dépit de débits délivrés au tube distal très différents. Dans tous les cas l'excrétion fractionnelle de gentamicine dans l'urine est supérieure au débit au tube distal superficiel, ce qui suggère soit l'hétérogénéité de la population des néphrons, soit une sécrétion dans des segments situés en aval du tube distal superficiel. Enfin, l'excrétion urinaire de gentamicine n'est pas corrélée avec des modifications de la réabsorption dans les néphrons superficiels, ce qui suggère que les débits de réabsorption dans les néphrons profonds sont un déterminant plus important du débit d'élimination de la drogue